Regulatory role of aplnr signaling in migration and differentiation of mesoderm tissue and mesenchymal stem cells
Aplnr sinyalinin mesoderm doku ve mezenkimal kök hücre farklılaşmasındaki ve migrasyonundaki düzenleyici rolü
- Tez No: 783430
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEGÜL DOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Genetik, Bioengineering, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 293
Özet
Embriyonik morfogenez, embriyonun gastrulasyonu sırasında bireysel veya toplu hücre migrasyonu tarafından kontrol edilen en karmaşık hücre hareketi olayıdır. Hücreden hücreye temas ve sinyal moleküllerine yanıt olarak gastrulasyon hareketleri sırasında hücre popülasyonlarının oluşturulması ve sürdürülmesi, yalnızca vücut planının ve doku modelinin belirlenmesi için değil, aynı zamanda yetişkin doku rejenerasyonu için progenitör popülasyonların oluşturulması için de gereklidir. Pluripotent kök hücreler olarak embriyonik kök hücreler (ESC'ler), insanların erken embriyonik gelişimini, gastrulasyonunu ve yetişkin doku morfogenezini özetlemek için en uygun modeldir. Süspansiyon kültüründeki ESC agregaları olarak embriyoid cisimcikleri (EB'ler), gastrulasyon ve organize germ tabakası yapısı ve germ tabakalarının in vitro gen anlatımı paternini gösteren bölgeselleştirilmiş bir doku paternini oluşturur. Wnt sinyal yolağı, morfogenetik olayları tetikleyen ve germ tabakası oluşumuyla sonuçlanan gastrulasyon hareketlerini başlatan temel düzenleyici yolaktır. Apelin reseptörü (Aplnr), ESC'lerin arka bağırsak farklılaşması sırasında yeni bir Wnt hedef geni olarak tanımlanmıştır. Bununla birlikte, Aplnr'nin moleküler mekanizması ve gelişim ve yetişkinlikte hücre göçü ve farklılaşma sürecindeki düzenleyici rolü belirsizliğini koruyor. Tez projemin temel amacı, gastrulasyon hareketleri, doku spesifikasyonu ve hücre kaderi kararı için çok önemli olan mezoderm dokusu ve mezenkimal kök hücrelerin (MSC'lerin) hücre göçü ve farklılaşma sürecinde Aplnr sinyalinin düzenleyici rolünü anlamaktır. yetişkin doku morfogenezinde ve yetişkin doku rejenerasyonunda. Çalışma, fare ESC (mESC) ve insan ESC (hESC) hatları kullanılarak gerçekleştirildi. Aplnr yolunu etkinleştirmek veya etkisiz hale getirmek için peptid ve küçük molekül kaynaklı Aplnr sinyal aktivasyonunun yanı sıra genetik modifikasyonlar uygulandı. Aplnr sinyal yolu bileşenlerinin aşırı gen ifadeleri hESC'ler için 3. nesil lentiviral vektör sistemi tarafından sağlandı. mESC ve hESC'lerinde Aplnr yolu bileşenlerini devre dışı bırakmak için CRISPR/Cas9 gen düzenleme tekniği kullanıldı. Aplnr sinyal yolu genlerini baskılamak için siRNA ve shRNA stratejileri kullanıldı. Genetiği değiştirilmiş bu ESC'ler, üç germ tabakası spesifikasyonu sırasında Aplnr sinyalinin kontrolü ve hücre kaderi kararı altındaki hücresel hareketleri izlemek için kullanılan üç boyutlu gastruloid modeller olan EBleri oluşturmak için kullanıldı. Mezodermal popülasyonun göçü ve MSC'lere farklılaşması, farklılaşma deneyleri ile gerçekleştirildi. Bu hücre popülasyonları, moleküler düzenleyici yolakları analiz etmek için antikor dizisi, LC/MS, mRNA ve miRNA sekanslamaları dahil olmak üzere gen ve protein ekspresyon analizlerine tabi tutuldu. Morfolojik değişikliklerin yanı sıra gen ve protein ekspresyon verileri, Aplnr sinyalinin, muhtemelen EGFR, FGF ve TGF-beta sinyal yolakları yoluyla mezoderm taahhüdünü desteklediğini ve mezoderm farklılaşması sırasında ESC'lerden türetilen EB'lerin göçünü arttırdığını ortaya koydu. mESC'den türetilen mezoderm hücrelerinin antikor dizisi ve LC/MS protein profilleme verileri, Apelin-13 uygulamasının hücre döngüsü, EGFR, FGF, Wnt ve Integrin sinyal yolu proteinlerini arttırdığını gösterdi. Ayrıca, Aplnr sinyali, MSC'lerin ESC'lerden farklılaşmasını pozitif olarak düzenler ve EGFR, TGF-beta, Wnt, PDGF ve FGF sinyal yolları gibi çeşitli yolakları düzenleyerek MSC'lerin hücre canlılığını, çoğalmasını, hayatta kalmasını, MSC özelliklerini ve farklılaşma kapasitelerini artırır. Osteojenik, kondrojenik, adipojenik, odontojenik, endotel ve miyojenik farklılaşmalar Aplnr sinyal aktivitesi ile önemli ölçüde arttırıldı. Dolayısıyla, bu çalışma aynı zamanda kişiselleştirilmiş hücre tedavisinde kullanılmak üzere ESC'lerden yüksek potansiyelli MSC'ler üretmek için önemli bir temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Embryonic morphogenesis is the most complicated cell movement event that is controlled by individual or mass form of cell migration during gastrulation of the embryo. Establishment and maintenance of the cell populations during gastrulation movements in response to cell-to-cell contact and signaling molecules is not only crucial for determination of body plan and tissue patterning but also required for generation of progenitor populations for adult tissue regeneration. Embryonic stem cells (ESCs) as pluripotent stem cells are the most appropriate model to recapitulate early embryonic development, gastrulation and adult tissue morphogenesis of humans. Embryoid bodies (EBs) as ESC aggregates in suspension culture construct a regionalized tissue patterning that is displaying gastrulation and organized germ layer structure and gene expression patterning of germ layers in vitro. Wnt signaling pathway is the fundamental regulatory pathway which triggers the morphogenetic events and initiates the gastrulation movements resulting in germ layer formation. Apelin receptor (Aplnr) has been identified as a novel Wnt target gene during hindgut differentiation of ESCs. However, the molecular mechanism and the regulatory role of Aplnr in cell migration and differentiation process in development and adult remain unclear. The main objective of my thesis project is to understand regulatory role of Aplnr signaling in cell migration and differentiation process of mesoderm tissue and mesenchymal stem cells (MSCs), which are very important for gastrulation movements, tissue specification and cell fate decision in adult tissue morphogenesis and adult tissue regeneration. The study was conducted using mouse ESC (mESC) and human ESC (hESC) lines. Peptide and small molecule induced Aplnr signaling activation as well as genetic modifications were applied to activate or inactivate the Aplnr pathway. Overexpression of Aplnr signaling pathway components was provided by 3rd generation lentiviral vector system for hESCs. CRISPR/Cas9 gene editing technique was used to knockout Aplnr pathway components in mESCs and hESCs. siRNA and shRNA strategies were utilized to downregulate Aplnr signaling pathway genes. These genetically modified ESCs were used to form EBs as three dimensional gastruloid models which were used to track cellular movements under the control of Aplnr signaling and cell fate decision during three germ layers specification. Migration and differentiation of mesodermal population into MSCs were conducted by differentiation experiments. Those cell populations were subjected to gene and protein expression analyses, including antibody array, LC/MS, mRNA and miRNA sequencing, to analyze molecular regulatory pathways. Morphological changes as well as gene and protein expression data revealed that Aplnr signaling promote mesoderm commitment possibly via EGFR, FGF and TGF-beta signaling pathways and enhances migration of ESCs-derived EBs during mesoderm differentiation. Antibody array and LC/MS protein profiling data of mESC-derived mesoderm cells demonstrated that Apelin-13 treatment enhanced cell cycle, EGFR, FGF, Wnt and Integrin signaling pathway proteins. Moreover, Aplnr signaling positively regulates MSCs differentiation from ESCs and increases cell viability, proliferation, survival, MSC characteristics and differentiation capacity of MSCs by regulating various pathways, such as EGFR, TGF-beta, Wnt, PDGF and FGF signaling pathways. Osteogenic, chondrogenic, adipogenic, odontogenic, endothelial and myogenic differentiations were significantly enhanced with Aplnr signaling activity. So, this study also lays an important foundation to generate high potential MSCs from ESCs to be used in personalized cell therapy.
Benzer Tezler
- Neuroprotective role of apelin receptor (APLNR) in GT1-7 neurons
GT1-7 nöronlarında apelin reseptörünün (APLNR) nöroprotektif rolü
SELİN SEÇKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYSEGÜL DOĞAN
PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN
- Çalışanların dijital teknolojiye ilişkin tutumlarının, uzaktan çalışma ve diğer esnek çalışma biçimlerine yönelik algılarına etkisinde yetenek yönetiminin düzenleyici rolü
Regulatory role of talent management in the effect of employee's attributes to digital technology on their perceptions of remote working and other flexible working types
BESTE ŞİRİN
Doktora
Türkçe
2022
İşletmeİstanbul Arel Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNEN İLKAR DÜNDAR
- Havayolu sektöründe müşteri deneyimi ve müşteri odaklı marka değerinin marka sadakatine etkisinde marka güvenin düzenleyici rolü
Regulatory role of brand trust in the effect of customer experience and customer-focused brand value on brand loyalty in the airline industry
ÖZGE ŞENYURT
- Kurumsal sürdürülebilirlik oryantasyonun işletme performansına etkisinde sürdürülebilir tedarik ve ürün tasarımının aracılık ile tedarikcilerle entegrasyonun düzenleyici rolü.
Regulatory role of sustainable supply and product design integration with suppliers in the impact of corporate sustainability orientation on business performance.
AHMET FİDANOĞLU
- Z kuşağı bağlamında kariyer yönetiminin iş-yaşam dengesine ve role tutulmaya etkisinde kuşak farklılığının düzenleyici rolü
Regulatory role of generation distinction in the effect of career management in work-life balance and role engagement in the context of Z generation
SEZEN NUR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İşletmeNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELEN DOĞAN